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夹具设计

机床夹具设计教程-专用夹具的设计方法

时间:2011-07-23 15:45:34   作者:未知   来源:ttcad   阅读:2607   评论:0
6.10  专用夹具的设计方法
6.10.1  夹具设计的要求
夹具设计时,应满足以下主要要求:
(1)所设计的专用夹具,应当既能保证工序的加工精度又能保证工序的生产节拍。特别对于大批量生产中使用的夹具,应设法缩短加工的基本时间和辅助时间。
(2)夹具的操作要方便、省力和安全。若有条件,尽可能采用气动、液压以及其它机械化自动化的夹紧机构,以减轻劳动强度。同时,为保证操作安全,必要时可设计和配备安全防护装置。
(3)能保证夹具一定的使用寿命和较低的制造成本。夹具的复杂程度应与工件的生产批量相适应,在大批量生产中应采用气动、液压等高效夹紧机构;而小批量生产中,则宜采用较简单的夹具结构。
(4)要适当提高夹具元件的通用化和标准化程度。选用标准化元件,特别应选用商品化的标准元件,以缩短夹具的制造周期,降低夹具成本。
(5)应具有良好的结构工艺性,以便于夹具的制造和维修。
以上要求有时是相互矛盾的,故应在全面考虑的基础上,处理好主要矛盾,使之达到较好的效果。
6.10.2 夹具的设计方法和步骤
1. 设计准备
根据设计任务书,明确本工序的加工技术要求和任务,熟悉加工工艺规程、零件图、毛坯图和有关的装配图,了解零件的作用、形状、结构特点和材料,以及定位基准、加工余量、切削用量和生产纲领等。
收集所用机床、刀具、量具、辅助工具和生产车间等资料和情况。
收集夹具的国家标准、部颁标准、企业标准等有关资料及典型夹具资料。
2. 夹具结构方案设计
这是夹具设计的重要阶段。首先确定夹具的类型、工件的定位方案,选择合适的定位元件;再确定工件的夹紧方式,选择合适的夹紧机构、对刀元件、导向元件等其它元件;最后确定夹具总体布局、夹具体的结构形式和夹具与机床的联接方式,绘制出总体草图。对夹具的总体结构,最好设计几个方案,以便进行分析、比较和优选。
3. 绘制夹具总图
总图的绘制,是在夹具结构方案草图经过讨论审定之后进行的。总图的比例一般取 1:1,但若工件过大或过小,可按制图比例缩小或放大。夹具总图应有良好的直观性,因此,总图上的主视图,应尽量选取正对操作者的工作位置。在完整地表示出夹具工作原理的基础上,总图上的视图数量要尽量少。
总图的绘制顺序如下:先用黑色双点划线画出工件的外形轮廓、定位基准面、夹紧表面和被加工表面,被加工表面的加工余量可用网纹线表示。必须指出:总图上的工件,是一个假想的透明体,因此,它不影响夹具各元件的绘制。此后,围绕工件的几个视图依次绘出:定位元件、对刀(或导向)元件、夹紧机构、力源装置等的夹具体结构;最后绘制夹具体;标注有关尺寸、形位公差和其它技术要求;零件编号;编写主标题栏和零件明细表。
夹具的设计方法可用框图6-68表示
机床夹具设计教程-专用夹具的设计方法
图6-68  夹具的设计方法
 6.10.3  夹具总图的主要尺寸和技术条件
1.夹具总图上应标注的主要尺寸
(1)外形轮廓尺寸 是指夹具的最大轮廓尺寸,以表示夹具在机床上所占据的空间尺寸和
可能活动的范围。
(2)工件与定位元件之间的联系尺寸  如工件定位基面与定位件工作面的配合尺寸、夹具定位面的平直度、定位元件的等高性、圆柱定位销工作部分的配合尺寸公差等,以便控制工件的定位精度。
(3) 对刀或导向元件与定位元件之间的联系尺寸 这类尺寸主要是指对刀块的对刀面至定位元件之间的尺寸、塞尺的尺寸、钻套导向孔尺寸和钻套孔距尺寸等。
(4) 与夹具安装有关的尺寸 这类尺寸用以确定夹具体的安装基面相对于定们元件的正确位置。如铣床夹具定向键与机床工作台上T型槽的配合尺寸;车、磨夹具与机床主轴端的连接尺寸;以及安装表面至定位表面之间的距离尺寸和公差。
(5) 其它配合尺寸 主要是指夹具内部各组成元件之间的配合性质和位置关系。如定位元件和夹具体之间、钻套外径与衬套之间、分度转盘与轴承之间等的尺寸和公差配合。
2.夹具总图上应标注的位置精度通常应标注以下三种位置精度:
(1) 定位元件之间的位置精度
(2)连接元件(含夹具体基面)与定位元件之间的位置精度
(3) 对刀或导向元件的位置精度 通常这类精度是以定位元件为基准,为了使夹具的工艺基准统一,也可取夹具体的基面为基准。夹具上与工序尺寸有关的位置公差,一般可按工件相应尺寸公差的(1/2~1/5)估算。其角度尺寸的公差及工作表面的相互位置公差,可按工件相应值的(1/2~1/3)确定。
3.夹具的其它技术条件
夹具在制造上和使用上的其它要求,如:夹具的平衡和密封、装配性能和要求、磨损范围和极限、打印标记和编号及使用中应注意的事项等,要用文字标注在夹具总图上。[yao_page]
习    题:
一.简答题:
6-1.工件在夹具中定位、夹紧的任务是什么?
6-2.一批工件在夹具中定位的目的是什么?它与一个工件在加工时的定位有何不同?
6-3.何谓重得定位与欠定位?重复定位在哪些情况下不允许出现?欠定位产生的后果是什么?
6-4.辅助支承起什么作用?使用应注意什么问题?
6-5.选择定位基准时,应遵循哪些原则?
6-6.夹紧装置设计的基本要求是什么?确定夹紧力的方向和作用点的原则有哪些?
6-7.何谓联动夹紧机构?设计联运夹紧机构时应注意哪些问题?
6-8.夹具体的结构型式有几种?
二.定位分析题:
1.根据工件的加工要求,确定工件在夹具中定位时应限制的自由度。
6-9.如题6-69图所示,镗фD孔。其余表面已加工。
6-10   如题6-70图所示,加工尺寸为41±0.1mm、角度450±10ˊ的斜面,其余尺寸均已加工。
机床夹具设计教程-专用夹具的设计方法
图6-69                                                   图6-70
6-11.如题6-71图所示,同时钻2-фd孔,A面、фD均已加工。
6-12.如题6-72图所示,钻фd孔,A面、фD均已加工。
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图6-71                                            图6-72 
6-13.如题6-73图所示,在一个夹具上钻、铰ф8H7及ф6H7孔,其余表面均已加工。
6-14.如题6-74图所示,加工ф8+00.05 mm孔,其余表面均已加工。
机床夹具设计教程-专用夹具的设计方法
图6-73
图6-74
2.试确定各定位元件限制了工件哪几个自由度?分别属于哪种定位方式?
6-15.如题6-75图所示,钻孔фC。
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图6-75
6-16.如图6-76所示,镗前面大孔。
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图6-76
6-17.如题6-77 ——图6-78图所示。
机床夹具设计教程-专用夹具的设计方法机床夹具设计教程-专用夹具的设计方法
 
图6-77                图6-78
 
三.夹紧分析题:
6-18.试分析图示各夹紧机构中夹紧力的方向和作用点是否合理?若不合理应如何改进?
机床夹具设计教程-专用夹具的设计方法
图6-79
6-19.试分析图示的各夹紧机构是否合理?怎样改进?
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图6-80 




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